基于PLC的小型立体仓库及其出入库方法与流程

本发明属于物料仓储的技术领域。更具体地说，本发明涉及一种基于plc的小型立体仓库。本发明还涉及其出入库方法。

背景技术：

随着物联网概念的提出，物流在日常生活中的作用日益凸显，在理论和技术上的不断突破的基础上，物流管理系统在企业实际应用中的地位越来越高，也为大家带来了更高的经济效益。仓库管理是物流管理系统中的重要环节之一，其作用不仅仅是提高空间上的利用效率，更是提高劳动生产率和经济效益的重要手段。

近年来，立体仓库具有空间利用率高、占地面积小和存储量大等特点已经成为工业企业和物流业采用的主要仓储形式，在制药、烟酒、港口、机械和物流等行业得到广泛应用。对立体仓库的库区和货位采用合理的分配控制策略，提高立体仓库的工作效率，是研究立体仓库系统的重要内容。

高层货架仓库简称高架仓库。一般是指采用几层、十几层乃至几十层高的货架储存单元货物，用相应的物料搬运设备进行货物入库和出库作业的仓库。由于这类仓库能充分利用空间储存货物，故常形象地将其称为“立体仓库”。

立体仓库的产生和发展是第二次世界大战之后生产和技术发展的结果。50年代初，美国出现了采用桥式堆垛起重机的立体仓库；50年代末60年代初出现了司机操作的巷道式堆垛式起重机立体仓库；1963年美国率先在高架仓库中采用计算机控制技术，建立了第一座计算机控制的立体仓库。此后，自动化立体仓库在美国和欧洲得到迅速发展，并形成了专门的学科。60年代中期，日本开始兴建立体仓库，并且发展速度越来越快，成为当今世界上拥有自动化立体仓库最多的国家之一。

技术实现要素：

本发明提供一种基于plc的小型立体仓库，其目的是提高流于小型立体仓库的物料出入库及运转的效率。

为了实现上述目的，本发明采取的技术方案为：

本发明的基于plc的小型立体仓库，所述的plc设置在控制系统中，所述的小型立体仓库包括：水平布置的x轴；在所述的x轴上移动的、竖直布置的z轴；在所述的z轴上移动的、水平布置的升降杆；在所述的升降杆上设有与所述的x轴垂直的移料杆；所述的移料杆水平布置并与所述的升降杆固定连接；在所述的移料杆上设置移料气缸。

所述的立体仓库内的上部设有出料检测传感器；所述的立体仓库内的下部设有入料检测传感器；所述的出料检测传感器和入料检测传感器均通过信号线路与所述的plc连接。

所述的x轴的前部和后部分别设有x轴前限位传感器和x轴后限位传感器；所述的x轴前限位传感器和x轴后限位传感器均通过信号线路与所述的plc连接。

所述的x轴上设有x轴原点传感器，所述的x轴原点传感器位于所述的x轴前限位传感器和x轴后限位传感器之间；所述的x轴原点传感器通过信号线路与所述的plc连接。

所述的x轴的后端设有x轴电机；所述的x轴电机驱动z轴的水平移动；所述的x轴电机通过信号线路与所述的plc连接。

所述的z轴的上部和下部分别设有z轴上限位传感器和z轴下限位传感器；所述的z轴上限位传感器和z轴下限位传感器均通过信号线路与所述的plc连接。

所述的z轴还设有z轴原点传感器；所述的z轴原点传感器位于所述的z轴上限位传感器和z轴下限位传感器之间；所述的z轴原点传感器通过信号线路与所述的plc连接。

所述的z轴的上端设有z轴电机；所述的z轴电机驱动所述的升降杆的上下移动；所述的z轴电机通过信号线路与所述的plc连接。

所述的移料杆上还设有移料气缸前限位传感器和移料气缸后限位传感器。

为了实现与上述技术方案相同的发明目的，本发明还提供了以上所述的基于plc的小型立体仓库的出入库方法，其技术方案是该方法的过程如下：

电源开关打开，plc为run；

开启立体仓库时，需要开机复位x轴电机和z轴电机；

检测伺服驱动器是否正常运行，如果报警，则解除报警；

在x轴电机和z轴电机复位完成并且伺服驱动器无报警，则向控制系统发出待机信号；

然后可以分别进入以下工作过程：

1、原料入库：

物料进入库路径指令由上位机发送；移动时，控制系统对移动速度进行控制；

移动位置到达后，控制系统发送一个入库完成信号给上位机；

物料入库完成后，各电机驱动运动部件复位；

进入待机状态；

2、移库：

移库路径指令由上位机发送；移动时，控制系统对移动速度进行控制；

移动到达取料位置后，控制系统发送一个取料完成信号给上位机；

物料入库完成后，控制系统发送取料入库完成信号给上位机，电机复位；

进入待机状态；

3、出库加工：

物料出库路径指令由上位机发送；移动时，控制系统对移动速度进行控制；

移动到达取料位置后，控制系统发送一个取料完成信号给上位机；

物料出库完成后，控制系统发送取料出库完成信号给上位机，电机复位；

进入待机状态；

4、成品出库：

成品出库路径指令由上位机发送；移动时，控制系统对移动速度进行控制；

移动位置到达后，控制系统发送一个取料完成信号给上位机；

成品出库完成后，控制系统发送取料出库完成信号给上位机，电机复位；

进入待机状态；

成品出库路径指令由上位机发送；移动时，控制系统对移动速度进行控制；

移动到达取料位置后，控制系统发送一个取料完成信号给上位机；

成品出库完成后，控制系统发送取料出库完成信号给上位机，电机复位；

进入待机状态；

5、成品回库：

成品回库路径指令由上位机发送；移动时，控制系统对移动速度进行控制；

移动到达取料位置后，控制系统发送一个取料完成信号给上位机；

成品回库完成后，控制系统发送取料回库完成信号给上位机，电机复位；

进入待机状态。

本发明采用上述技术方案，对立体仓库的入库货位分配和出库货物拣选工作进行优化，可以提高存取效率，减少货物在存取及搬运过程中的损耗，从而降低物流成本。

附图说明

附图内容及图中的标记作简要说明如下：

图1为本发明的小型立体仓库入库流程图；

图2为本发明的小型立体仓库出库流程图；

图3为本发明的总体结构示意图；

图4为图3中的a向视图；

图5为本发明的工作流程图；

图6为v80伺服驱动器接线图；

图7为输入/输出信号分布图；

图8为cpu的接线图；

图9为v80伺服驱动器与s7-200plc接线图。

图中标记为：

1、立体仓库，2、出料检测传感器，3、入料检测传感器，4、x轴，5、x轴前限位传感器，6、x轴原点传感器，7、x轴后限位传感器，8、x轴电机，9、z轴，10、z轴下限位传感器，11、z轴原点传感器，12、z轴上限位传感器，13、z轴电机，14、升降杆，15、移料气缸，16、移料气缸前限位传感器，17、移料气缸后限位传感器，18、移料杆。

具体实施方式

下面对照附图，通过对实施例的描述，对本发明的具体实施方式作进一步详细的说明，以帮助本领域的技术人员对本发明的发明构思、技术方案有更完整、准确和深入的理解。

如图1、图2所表达的本发明的结构，为一种基于plc的小型立体仓库，所述的plc设置在控制系统中。主要用途：各种工业立体仓储及物流仓储。

为了解决现有技术存在的问题并克服其缺陷，实现提高流于小型立体仓库的物料出入库及运转的效率的发明目的，本发明采取的技术方案为：

如图3所示，本发明的基于plc的小型立体仓库，包括：水平布置的x轴4；在所述的x轴4上移动的、竖直布置的z轴9；在所述的z轴9上移动的、水平布置的升降杆14；在所述的升降杆14上设有与所述的x轴4垂直的移料杆18；所述的移料杆18水平布置并与所述的升降杆14固定连接；在所述的移料杆18上设置移料气缸15。

所述的立体仓库1内的上部设有出料检测传感器2；所述的立体仓库1内的下部设有入料检测传感器3；所述的出料检测传感器2和入料检测传感器3均通过信号线路与所述的plc连接。

所述的x轴4的前部和后部分别设有x轴前限位传感器5和x轴后限位传感器7；所述的x轴前限位传感器5和x轴后限位传感器7均通过信号线路与所述的plc连接。

所述的x轴4上设有x轴原点传感器6，所述的x轴原点传感器6位于所述的x轴前限位传感器5和x轴后限位传感器7之间；所述的x轴原点传感器6通过信号线路与所述的plc连接。

所述的x轴4的后端设有x轴电机8；所述的x轴电机8驱动z轴9的水平移动；所述的x轴电机8通过信号线路与所述的plc连接。

所述的z轴9的上部和下部分别设有z轴上限位传感器12和z轴下限位传感器10；所述的z轴上限位传感器12和z轴下限位传感器10均通过信号线路与所述的plc连接。

所述的z轴9还设有z轴原点传感器11；所述的z轴原点传感器11位于所述的z轴上限位传感器12和z轴下限位传感器10之间；所述的z轴原点传感器11通过信号线路与所述的plc连接。

所述的z轴9的上端设有z轴电机13；所述的z轴电机13驱动所述的升降杆14的上下移动；所述的z轴电机13通过信号线路与所述的plc连接。

所述的移料杆18上还设有移料气缸前限位传感器16和移料气缸后限位传感器17。

为了实现与上述技术方案相同的发明目的，本发明还提供了以上所述的基于plc的小型立体仓库的出入库方法，其技术方案是该方法的过程如下：

电源开关打开，plc为run；

开启立体仓库时，需要开机复位x轴电机8和z轴电机13；

检测伺服驱动器是否正常运行，如果报警，则解除报警；

在x轴电机8和z轴电机13复位完成并且伺服驱动器无报警，则向控制系统发出待机信号；

然后可以分别进入以下工作过程：

1、原料入库：

物料进入库路径指令由上位机发送；移动时，控制系统对移动速度进行控制；

移动位置到达后，控制系统发送一个入库完成信号给上位机；

物料入库完成后，各电机驱动运动部件复位；

进入待机状态；

2、移库：

移库路径指令由上位机发送；移动时，控制系统对移动速度进行控制；

移动到达取料位置后，控制系统发送一个取料完成信号给上位机；

物料入库完成后，控制系统发送取料入库完成信号给上位机，电机复位；

进入待机状态；

3、出库加工：

物料出库路径指令由上位机发送；移动时，控制系统对移动速度进行控制；

移动到达取料位置后，控制系统发送一个取料完成信号给上位机；

物料出库完成后，控制系统发送取料出库完成信号给上位机，电机复位；

进入待机状态；

4、成品出库：

成品出库路径指令由上位机发送；移动时，控制系统对移动速度进行控制；

移动位置到达后，控制系统发送一个取料完成信号给上位机；

成品出库完成后，控制系统发送取料出库完成信号给上位机，电机复位；

进入待机状态；

成品出库路径指令由上位机发送；移动时，控制系统对移动速度进行控制；

移动到达取料位置后，控制系统发送一个取料完成信号给上位机；

成品出库完成后，控制系统发送取料出库完成信号给上位机，电机复位；

进入待机状态；

5、成品回库：

成品回库路径指令由上位机发送；移动时，控制系统对移动速度进行控制；

移动到达取料位置后，控制系统发送一个取料完成信号给上位机；

成品回库完成后，控制系统发送取料回库完成信号给上位机，电机复位；

进入待机状态。

本发明的整体设计方案：

小型立体仓库出入库控制(气缸出入料)。具体地说，就是先对v80伺服驱动器进行参数设置，再根据电路图进行plc与驱动器的连接，最后编程用s7-200plc来控制伺服电机自动取料放到指定的位置。该装置主要用于工业仓储、物流仓储等，具体有入库和出库过程。具体如图1和图2所示。

系统的电气控制接线定义，如下表(1.1i/o分配表)：

二、工作流程：

工作流程图如图3所示。

三、v80伺服驱动器与plc连接：

v80伺服驱动器接线图如图4所示，输入/输出信号分布图如图5所示，v80伺服驱动器与s7-200plc接线图如图6所示。

四、本发明的主要技术参数：

1、交流电源：ac220v±10％50hz；

2、温度：0℃～50℃；环境湿度：≤90％(25℃)；

3、气源工作压力：最小0.5mbar，最大0.8mbar；

4、v80伺服电机参数：电机转一圈所需脉冲数为1000个脉冲，横/竖轴电机转一圈的位移为24mm；

5、控制电源：dc24v/5a；

6、plc主机：西门子cpu226cn系列；

7、工作环境:禁止腐蚀性，可燃性气体接触，防止导电尘埃。

上面结合附图对本发明进行了示例性描述，显然本发明具体实现并不受上述方式的限制，只要采用了本发明的方法构思和技术方案进行的各种非实质性的改进，或未经改进将本发明的构思和技术方案直接应用于其它场合的，均在本发明的保护范围之内。